First Order Methods For Globally Optimal Distributed Controllers Beyond Quadratic Invariance
研究了离散时间有限时域下的分布式线性二次高斯（LQG）控制问题，其中控制器线性依赖于输出的历史，并且要求控制器位于给定的子空间中，例如具有一定的稀疏模式.众所周知，这个问题可以在Youla域内用凸规划来解决，当且仅当一个称为二次不变性（QI）的条件成立。在本文中，我们首先表明，给定QI稀疏约束，可以直接下降的梯度内的输出反馈控制器的域的代价函数和收敛到全局最优。注意，尽管代价函数是非凸的，但仍保证收敛。其次，我们刻画了一类唯一平稳（US）问题，其中一阶方法保证收敛到全局最优。我们表明，类US问题是严格大于强QI问题，它不包括在QI问题。我们参考图1了解详细信息。最后，我们提出了一个易于处理的测试美国的财产。
2019-09-24 cs.SY eess.SY math.OC
Compositional Synthesis of Decentralized Robust Set-Invariance Controllers for Large-scale Linear Systems
在具有硬约束的大规模系统中，确保约束满足在许多安全关键系统中是至关重要的。面临的挑战是设计控制器，有效地合成离线，易于实现在线，并提供正式的正确性保证。在本文中，我们提供了一种方法来计算正确的结构控制器的网络耦合线性系统与附加有界干扰，使i）的控制器的设计是完全组合-我们使用基于优化的方法，迭代计算子系统级的假设保证合同的形式鲁棒控制不变集;以及ii）控制器是分散的，因此在线实现仅需要本地状态信息。我们提出了说明性的例子，包括一个案例研究与1000个维度的系统。
2019-09-17 cs.SY eess.SY
Controller Synthesis from Noisy-Input Noisy-Output Data
Engineering and Technology Institute, University of Groningen（格罗宁根大学工程与技术学院）；Department of Electronics, Information, and Bioengineering, Politecnico di Milano（米兰理工学院电子、信息与生物工程系）
本文研究仅利用含噪输入输出数据为线性系统综合动态输出反馈控制器，通过引入辅助系统表示设计鲁棒控制器，并扩展至通用多输入多输出系统。
2024-02-04 cs.LG cs.SY eess.SY
Trade-offs in learning controllers from noisy data
在数据驱动控制中，一个核心问题是如何处理噪声数据。在这项工作中，我们考虑的问题，设计一个稳定的控制器的未知线性系统只使用有限的一组噪声数据收集系统。对于这个问题，最近的许多工作都考虑了基于能量型界的扰动模型。在这里，我们考虑一个替代的更自然的模型，干扰服从瞬时边界。在这种情况下，现有的方法，将瞬时边界转换为能量型边界，可能过于保守。相比之下，没有任何转换步骤，简单的参数的基础上的S-过程导致一个非常有效的控制器设计通过凸规划。具体来说，后一个设计问题的可行集总是更大，而与数据一致的系统矩阵集总是更小，并且随着数据点的数量而显着减少。这些研究结果和一些计算方面的一些数值例子中进行检查。
2021-03-15 cs.SY eess.SY math.DS
Dynamic Output-Feedback Controller Synthesis for Dissipativity and $H_2$ Performance from Noisy Input-Output Data
Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture, University of Zagreb（机械与船舶工程学院，萨格勒布大学）；Electrical Engineering Faculty, Eindhoven University of Technology（电气工程学院，埃因霍温理工大学）
针对离散时间线性时不变系统，提出利用含噪输入输出数据直接综合动态输出反馈控制器的方法，以实现给定二次供给率下的耗散性或$H_2$性能，方法基于线性矩阵不等式且无保守性。
2026-07-21 cs.SY eess.SY math.OC
Dynamic Output-Feedback Controller Synthesis for Dissipativity and $H_2$ Performance from Noisy Input-State Data
Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture, University of Zagreb（萨格勒布大学机械与船舶工程学院）；Electrical Engineering Faculty, Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学电气工程学院）
本文针对噪声输入-状态数据，提出动态输出反馈控制器综合方法，实现系统 dissipativity 和 $H_2$ 性能，通过线性矩阵不等式参数化标量变量，非保守地完成控制器设计。
2026-07-21 cs.SY eess.SY math.OC
Invariance Feedback Entropy of Uncertain Control Systems
Ludwig Maximilian University of Munich（慕尼黑大学）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）
本文提出了一种新的不变反馈熵概念，用于量化任何强制给定状态空间子集保持不变的控制器所需的状态信息。研究了确定性情况下的熵概念，并证明了数据速率定理，展示了不变熵是实现闭环不变性的编码器-控制器的数据速率的紧下界。还分析了不确定线性控制系统，推导了不变反馈熵的通用下界，并讨论了静态无记忆编码器-控制器的数据速率下界。
2019-08-05 cs.SY eess.SY math.OC
Path Invariance of a Quadrotor System under Cyber Attacks with Theoretical Guarantees
New Jersey Institute of Technology（新泽西理工学院）；De Montfort University（德蒙福特大学）
本文针对四旋翼在虚假数据注入攻击下的安全问题，提出基于横向反馈线性化的路径跟踪控制器，实现前向路径不变性并保证任务成功，且通过仿真验证有效性。
2026-09-29 cs.SY eess.SY math.OC
Learning Robust Data-based LQG Controllers from Noisy Data
针对未知线性时不变系统的联合状态估计与控制问题，提出基于半定规划的含噪数据驱动LQG控制器设计方法，证明其稳定性并通过数值测试验证了有效性。
2023-05-02 cs.SY eess.SY
Controller for Incremental Input-to-State Practical Stabilization of Partially Unknown systems with Invariance Guarantees
本文提出增量输入至状态实用稳定性（δ-ISpS）概念，设计基于反馈线性化的控制方案，结合高斯过程回归处理未知动力学，实现部分未知系统的增量稳定与安全保证，并在机械臂示例中验证。
2025-10-12 cs.SY eess.SY
Setpoint control of bilinear systems from noisy data
针对未知双线性系统仅靠含噪输入-状态数据设计控制器的难题，提出两种场景下以线性矩阵不等式形式的控制器方案，可实现设定点调节与有保证吸引域，且经Cuk变换器数值验证有效。
2024-04-04 cs.SY eess.SY math.DS
Safety verification of Neural-Network-based controllers: a set invariance approach
针对基于神经网络状态反馈的连续时间线性动力系统安全问题，提出一种利用PWA激活函数、仿射区域划分与Nagumo定理验证非凸集合不变性的方法，分析了可扩展性并通过测试验证了有效性。
2023-12-19 cs.SY eess.SY
Immersion and invariance orbital stabilization of underactuated mechanical systems with collocated pre-feedback
本文研究了一类欠驱动机械系统吸引振动的产生。所提出的设计包括两个术语，即，部分线性化状态反馈和浸入不变性轨道稳定控制器。第一步是为了简化分析和设计，但同时也带来了一个额外的困难，即在配置预反馈后，模型失去了其欧拉-拉格朗日结构。为了解决这一问题，我们提出了一个建设性的解决方案，通过一个光滑的控制器在解析形式的轨道稳定问题，并在文件中确定的模型类的特点是通过一些容易先验验证的假设的惯性矩阵和势能函数。
2022-10-28 cs.SY eess.SY math.OC
Non-conservative Design of Robust Tracking Controllers Based on Input-output Data
本文研究了带噪声输入输出数据的最坏情况鲁棒最优跟踪问题。我们利用行为系统理论来表示系统轨迹，同时避免明确的系统辨识。我们假设，最近的输出数据中使用的数据依赖表示是嘈杂的，我们提供了一个非保守的设计过程的鲁棒控制的基础上优化与线性成本和LMI约束。我们的方法依赖于与数据相关的系统表示兼容的噪声序列的参数化，并在一个合适的重新制定的性能规格，这进一步使应用的S-引理推导出一个LMI最优化问题。通过仿真讨论了新控制器的性能。
2021-06-24 cs.SY eess.SY math.OC
Optimal Control with Noisy Time
University of Cambridge（剑桥大学）；The Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
本文研究了在状态完全已知但控制器时间度量为严格递增莱维过程导出的随机最优控制问题，通过动态规划方法解决具有噪声时间的线性二次调节器和随机交易活动率的portfolio优化问题，最优控制器为线性。
2013-12-31 cs.SY eess.SY math.OC
Periodic Scenario Trees: A Novel Framework for Robust Periodic Invariance and Stabilization of Constrained Uncertain Linear Systems
本文提出周期场景树框架，利用有限步Lyapunov函数和场景树解释，为约束不确定线性系统给出非保守的鲁棒周期不变集与镇定控制器综合判据。
2024-06-08 cs.SY eess.SY
Controller synthesis for input-state data with measurement errors
该研究面向仅含测量误差的输入-状态数据，提出基于线性矩阵不等式的线性系统状态反馈控制器设计方法，并建立能量界情形与公共 Lyapunov 函数鲁棒镇定的等价关系。
2024-05-14 cs.SY eess.SY math.DS
Near-Optimal Design of Safe Output Feedback Controllers from Noisy Data
随着我们向黑盒网络物理系统的数据驱动控制器部署过渡，遵守硬安全约束成为首要问题。当输入输出数据被噪声破坏时，应该解决两个关键方面：在不影响安全的情况下，可以容忍多少不确定性，以及控制性能受到多大程度的影响？通过专注于有限时域约束的线性二次问题，我们提供了一个答案，这些问题的初步识别阶段期间发生的模型失配。我们提出了一个控制设计过程的基础上的拟凸松弛的原始鲁棒问题，我们证明，如果不确定性是足够小的，合成控制器是安全的，近最优的，在这个意义上，次优差距线性增加模型失配水平。由于所提出的方法是独立的具体识别程序，我们的分析认为，在结合国家的最先进的行为估计超出标准的最小二乘。数值实验验证了主要理论结果。
2022-09-12 cs.SY eess.SY
Numerical Estimation of Invariance Entropy for Nonlinear Control Systems
对于在传感器和控制器之间具有数字通道的闭环控制系统，不变熵的概念量化了信息传输的最小平均速率，在该最小平均速率之上，状态空间的给定紧凑子集可以变得不变。在这项工作中，我们提出了第一次的算法，数值计算上界的不变熵。用三个例子，其中的不变性熵的确切值是已知的，我们可以通过其他手段估计，我们证明了我们的算法得到的上限是相同的数量级的实际值。此外，我们的算法提供了一个静态的编码器控制器方案对应于所获得的数据速率界。
2020-04-09 cs.SY eess.SY
Low-complexity Learning of Linear Quadratic Regulators from Noisy Data
研究动态未知的线性系统的线性二次型调节器问题，该问题是数据驱动控制和强化学习的核心问题。我们提出了一种方法，使用数据直接返回一个控制器，而不估计系统的模型。当设计控制器所用的数据受噪声影响时，给出了该方法返回具有保证相对误差的镇定控制器的充分条件。这种方法具有低复杂度，因为它只需要有限数量的样本的系统响应一个足够令人兴奋的输入，并可以有效地实现为一个半定规划。此外，该方法不需要对噪声统计进行假设，并且相对误差与噪声幅度很好地成比例。
2020-05-03 cs.SY eess.SY
Safe Controlled Invariance for Linear Systems Using Sum-of-Squares Programming
本文提出了一种基于求和平方编程的方法，用于在线性系统中实现安全受控不变性。
2022-07-04 cs.SY eess.SY math.OC
A Safe Hybrid Control Framework for Car-like Robot with Guaranteed Global Path-Invariance using a Control Barrier Function
University of California at Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）；New Jersey Institute of Technology（新泽西理工学院）
针对类车机器人在路径周围有障碍物时需避障、到达路径并保持不偏离的问题，提出两阶段混合控制框架：定义无障邻域并设计含控制障碍函数的局部控制器保证路径不变性，集成全局跟踪控制器实现全局收敛，仿真验证其有效性与鲁棒性。
2025-02-11 cs.RO cs.SY eess.SY
Robust Distributed Control Beyond Quadratic Invariance
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）
本文提出了一种新的可解优化问题，用于设计符合指定信息结构的控制器，通过将不可解的信息约束分解为两个子空间约束，在扰动反馈域中实现鲁棒分布式控制，并在二次不变性成立时保证全局最优，在不成立时提供可证明的最小成本上界。
2019-03-09 cs.SY eess.SY math.OC
Robust Control of Unknown Switched Linear Systems from Noisy Data
本文研究未知切换线性系统的数据驱动镇定问题，提出一种基于辅助函数的切换控制律，在噪声存在导致SDP不可行时，仅在保证可行性时间歇求解SDP，并证明在噪声有界且切换足够慢时能保证闭环系统的输入到状态实际稳定性（ISpS）。
2023-11-19 cs.SY eess.SY
Data-based guarantees of set invariance properties
对于离散时间线性系统，我们使用的数据从一个单一的开环实验直接设计一个反馈控制器，强制执行一个给定的（多面体）的状态集是不变的，并给出（多面体）的控制约束得到满足。通过建立基于模型的集合不变性的经典结果和Willems等人的基本结果，根据数据设计的控制器具有以下期望的特征。上述性质的满足仅由数据保证，它可以通过求解数值有效的线性规划来评估，并且在一定的秩条件下，基于数据的解决方案是可行的，当且仅当基于模型的解决方案是可行的。
2019-11-27 cs.SY eess.SY math.DS
Control Barrier Functions in Sampled-Data Systems
本文给出了具有分段常数控制器和固定时间步长的采样数据系统动力学中保证安全集前向不变性的条件。首先，我们引入两种不同的度量来比较分段常数控制器下前向不变性的充分条件的保守性。然后，我们提出了三种方法来保证前向不变性，两个动机的连续时间障碍函数，和一个动机的离散时间障碍函数。所有建议的条件是控制仿射，因此可以纳入二次规划控制综合。我们表明，所提出的条件是不太保守的比那些在早期的研究，并通过模拟显示，这使得使用障碍功能，是不可能实现所需的时间步长使用现有的方法。
2021-06-16 cs.SY eess.SY math.OC
Data-driven stabilization of continuous-time systems with noisy input-output data
Kobe University（神户大学）
研究在噪声输入输出数据下基于数据的连续时间系统稳定化问题，通过操作符方法和行为理论，建立噪声数据对二次稳定化的必要充分条件，并提出稳定控制器设计方法。
2026-06-28 cs.SY eess.SY math.OC
A dynamic program for linear sequential coding for Gaussian MAC with noisy feedback
本文考虑了带噪声反馈两用户多址接入信道。存在两个具有独立消息的中继器，其通过加性白高斯信道将符号发送到接收器，接收器又通过两个独立的噪声高斯信道发送回由两个中继器接收的符号。我们考虑的情况下，当反馈是主动的，即接收器主动编码的反馈使用线性状态过程。我们提出这是一个问题的线性顺序编码在接收机和接收机，以尽量减少终端均方误差概率在接收机。这是分散控制的一个实例，在发送器和接收器处没有公共信息。在本文中，我们在发送端和接收端分别构造了两个线性控制器。由于策略和控制器的线性，所有涉及的随机变量都是联合高斯的。此外，在接收器处的相应的协方差矩阵的估计过程的消息是一个确定性的过程，这是一个函数的参数的控制器和球员的策略，因此是完美的观察到的。在此基础上，我们使用确定性动态规划来寻找最优策略和最优线性控制器。被动反馈的问题可以被认为是一种特殊情况。
2021-12-17 cs.IT cs.SY eess.SY
Direct Data Driven Control Using Noisy Measurements
Michigan State University（密歇根州立大学）；Ford Motor Company（福特汽车公司）
针对未知动态且状态含噪的LQR问题，提出仅用单条含噪轨迹、基于LMI与SDP直接综合控制器的框架，保证均方稳定与最优性能。
2025-05-09 cs.LG cs.RO cs.SY
Closed-loop training of static output feedback neural network controllers for large systems: A distillation case study
针对模型预测控制需全状态估计和在线优化的缺点，提出闭环离线训练输出反馈神经网络控制器，可仅用预定义含噪测量廉价计算输入，并启发式选择重要测量，经50状态非线性蒸馏塔仿真验证。
2024-02-29 cs.SY eess.SY math.OC
Minimal Information Control Invariance via Vector Quantization
University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
本文研究了在采样数据控制下使紧凑集前向不变所需的最少控制信号数量，提出了一种联合学习状态空间划分和有限控制码本的向量量化自编码器，并开发了基于Lipschitz的可达集包围和sum-of-squares编程的迭代前向认证算法。
2026-04-03 cs.RO cs.SY eess.SY
An analysis of $\mathbb{P}$-invariance and dynamical compensation properties from a control perspective
本文从自适应控制视角分析了动态补偿（DC）与 $\mathbb{P}$-不变性，通过引入并推广具有DC性质的常微分方程系统，研究了多参数变化下的系统稳定性，并利用相图和阶跃响应图直观展示了系统行为。
2023-11-10 cs.SY eess.SY math.OC
Closing the Gap to Quadratic Invariance: a Regret Minimization Approach to Optimal Distributed Control
本文提出一种基于懊悔最小化的最优分布式控制方法，通过减少与理想策略的懊悔来提升系统性能，同时揭示二次不变性在设计信息性基准中的新作用。
2024-03-26 cs.SY eess.SY
Immersion and Invariance Stabilization of Nonlinear Systems: A Horizontal Contraction Approach
State Key Laboratory of Industrial Control Technology, Institute of Cyber-Systems and Control, Zhejiang University（浙江大学控制科学与工程学院）；CASY - DEI, University of Bologna（博洛尼亚大学电气、电子与信息技术工程系）；University of Cambridge, Department of Engineering（剑桥大学工程系）；Department of Electrical Engineering and Computer Science, University of Liège（列日大学电气与计算机工程系）
本文提出一种替代方法，通过收缩理论原理使曼福德水平收缩，以更系统地完成非线性系统稳定化设计的最后一步，以反馈形式系统为例进行说明。
2015-08-17 cs.SY eess.SY
From Noisy Data to Hierarchical Control: A Model-Order-Reduction Framework
Newcastle University（纽卡斯尔大学）；KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）
本文提出一种直接数据驱动的框架，用于构建具有未知动态和过程扰动的离散时间线性动力系统降阶模型，通过噪声数据设计接口函数实现控制器合成与优化。
2026-08-14 cs.SY eess.SY
Lyapunov based dynamic controller designs for reach-and-avoid problems
本文针对非线性系统的安全避障与目标集镇定问题，提出基于李雅普诺夫理论和混合系统框架的动态控制器设计方法，结合虚拟动力学生成安全路径并确保状态跟踪，通过单轮车算例验证有效性。
2024-11-29 cs.SY eess.SY math.DS
Safety Verification and Controller Synthesis for Systems with Input Constraints
本文研究非线性控制系统的安全性验证和安全控制器综合问题。控制屏障证书（CBC）方法被提议作为屏障证书方法的扩展。我们的方法可以用来描述一个给定的集合的控制不变性的安全性的一般非线性控制系统受输入约束。从控制器设计的角度来看，所提出的方法提供了一种方法来综合一个安全的控制律，保证系统的轨迹从一个给定的初始设置不进入一个不安全的设置。与相关的控制障碍函数的方法，我们的制定只考虑了向量场的切锥的零水平集定义的证书，并被证明是不太保守的数值证据。对于具有半代数初始集和安全集的多项式系统，可以利用平方和分解和半定规划综合CBCs和安全控制律。实例证明了我们的方法。
2022-04-21 cs.SY eess.SY math.OC
Tube-based Guaranteed Cost Robust Model Predictive Control for Linear Systems Subject to Parametric Uncertainties
针对一类具有乘法结构范数有界不确定性的约束线性系统，提出了一种基于管道的保性能模型预测控制器。它为一般的最小-最大模型预测控制提供了一个上界。所提出的管的不变性适用于任何任意缩放。它产生一个二阶锥规划问题，这是计算成本较低的标准半定规划问题。我们还提出了一个数值例子，所提出的方法，开环保成本模型预测控制器，和一个位似管模型预测控制器的线性差分包含系统之间的比较研究。
2020-12-09 cs.SY eess.SY math.OC
Distributed Safe Learning using an Invariance-based Safety Framework
在不确定动力系统的大规模网络中，通信是有限的，子系统之间有很强的相互作用，学习局部模型和控制策略提供了设计高性能控制器的巨大潜力。与此同时，缺乏安全保证，这里考虑的约束满足的形式，防止使用数据驱动技术的安全关键的分布式系统。本文提出了一个安全框架，保证约束满足不确定分布式系统的学习。该框架考虑了动力学中存在耦合的线性系统，且系统具有有界参数不确定性，利用鲁棒不变性保证系统的安全性。特别是，一个强大的非凸不变集，给出了多个椭球不变集的联合，和一个非线性备份控制律，给出了多个稳定的线性反馈的组合，离线计算。在存在不安全输入的情况下，安全框架应用后备控制律，防止系统违反约束。由于鲁棒不变集和备用稳定控制器是离线计算的，因此在线操作简化为简单的函数评估，这使得能够在计算资源有限的系统上使用所提出的框架。的安全框架的能力，说明了三个数值例子。
2020-07-01 cs.SY eess.SY
Schemes for LQG Control over Gaussian Channels with Side Information
我们考虑在功率受限的加性高斯白噪声（AWGN）信道上控制不稳定标量线性对象的问题，其中控制器/接收器可以获得控制系统状态的附加噪声测量。为此，我们将噪声测量视为边信息，并将问题转换为在接收端具有边信息的联合信源信道编码问题。我们认为，明智的基于模的计划改善了他们的线性同行，并允许避免由于在传感器/发射机的边信息的无知的发射功率的大幅增加。我们证明了我们的技术的设置，其中i）传感器是不经意的控制目标，控制动作和以前的控制器状态估计，ii）系统输出跟踪所需的参考信号，这是只有在控制器通过积分控制动作。
2020-04-08 cs.SY eess.SY
Synthesizing Safety Controllers for Uncertain Linear Systems: A Direct Data-driven Approach
针对受未知但有界扰动影响的未知线性系统，提出了一种直接数据驱动的安全控制器设计方法，该方法不需要辨识未知模型.首先，我们提出了$γ$ -鲁棒安全不变（$γ$ -RSI）集及其相关的状态反馈控制器的概念，可以应用于执行不变性。然后，我们制定了一个数据驱动的计算这些集的凸优化问题与线性矩阵不等式（LMI）的约束，可以解决的基础上收集的数据从一个单一的输入状态轨迹的系统的有限数量。为了证明所提出的方法的有效性，我们将我们的结果应用到一个4维倒立摆。
2022-06-01 cs.SY eess.SY
Operator-based data embedding for data-driven control of continuous-time systems from noisy data
Graduate School of System Informatics, Kobe University（神户大学系统信息学研究科）
该研究针对含噪数据提出基于算子的数据嵌入方法，刻画与数据一致的系统集合，推导数据可辨识性条件并构造反馈增益，得到连续时间信号重构误差上界，用于连续时间系统的数据驱动控制。
2026-08-19 cs.SY eess.SY math.OC
Data-Driven Model Order Reduction of Nonlinear Systems with Noisy Data
Newcastle University（纽卡斯尔大学）；KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院）
本文提出数据驱动框架，用于构建无数学模型的非线性系统降阶模型，通过相似性关系和半定规划条件，实现控制器合成与逻辑规范满足。
2026-03-17 cs.SY eess.SY
Data-driven Polytopic Output Synchronization of Heterogeneous Multi-agent Systems from Noisy Data
针对未知异构MAS在含噪数据下的输出同步问题，提出基于多胞表示与受约束拟合误差最小化的分布式数据驱动控制方法，并以数据依赖半定规划给出稳定增益。
2023-07-14 cs.SY eess.SY
Data-Enabled Gradient Flow as Feedback Controller: Regulation of Linear Dynamical Systems to Minimizers of Unknown Functions
本文将线性动力系统的调节问题转化为费用未知或部分已知的凸优化问题的解。我们设计了一个数据驱动的反馈控制器-梯度流动力学的基础上-（i）是增强的学习方法，以估计费用函数的基础上不频繁（可能有噪音）的功能评价，同时，（ii）被设计为驱动的输入和输出的动力系统的优化问题。我们推导出学习误差和控制器增益的充分条件，以确保问题的优化器和闭环系统的状态之间的误差最终有界;误差界占的功能估计误差和时间变化的未知干扰影响的线性动力系统。我们的结果直接导致指数输入状态稳定的闭环系统。所提出的方法和理论界进行了数值验证。
2022-04-02 cs.SY eess.SY math.OC
Control Barrier Function Meets Interval Analysis: Safety-Critical Control with Measurement and Actuation Uncertainties
本文提出了一个框架，设计可证明安全的反馈控制器的采样数据控制仿射系统的测量和驱动的不确定性。基于非线性函数的区间Taylor模型，提出了保证采样系统安全集前向不变性的采样控制障碍函数（CBF）条件。可达集过逼近和Lasserre的多项式优化的层次被用来寻找采样数据CBF条件下的边际项。分别针对相对度为1和相对度较高的CBF，给出了存在测量和驱动不确定性时系统安全控制的充分条件。通过两个数值例子和一个实验例子说明了所提出的方法的有效性，该实验例子实现了Crazyflie四轴飞行器上的实时控制器。
2021-10-03 cs.SY eess.SY math.OC
Backstepping Design for Incremental Stability of Stochastic Hamiltonian Systems with Jumps
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）
本文提出随机控制系统的增量稳定性概念，通过反步控制设计使具有跳跃的随机哈密顿系统增量稳定，并通过弹簧摆系统验证有效性。
2017-05-05 cs.SY eess.SY math.OC
Robust Backstepping Control of a Quadrotor Unmanned Aerial Vehicle Under Colored Noises
针对四旋翼在有色噪声环境下的高度与姿态控制问题，本文基于 MATLAB 非线性模型设计鲁棒反步控制器，并通过多类噪声仿真验证其超调最小、调节时间最短。
2025-01-07 cs.SY eess.SY
Combining Prior Knowledge and Data for Robust Controller Design
提出融合未知LTI系统数据与系统矩阵或不确定性先验知识的鲁棒控制器设计框架，利用LMI准则和学习乘子保证稳定性与性能，并扩展到含噪输出反馈及非线性不确定性。
2022-09-19 cs.SY eess.SY math.OC
State Feedback Controllers with Operational Constraints
本文提出了一种具有操作约束的状态反馈控制器设计，结合Nagumo定理和min-范数最优控制器，用于解决多输入多输出系统的伺服跟踪问题，并通过仿真验证其在飞行系统中的有效性。
2025-11-24 cs.SY eess.SY
Safe Controller Synthesis with Tunable Input-to-State Safe Control Barrier Functions
为了以安全的方式将复杂系统带入现实世界的环境中，它们必须对环境和系统中的不确定性具有鲁棒性。研究了控制系统在输入扰动下的安全性问题，其中扰动可以捕获系统中的不确定性。安全性，作为前向不变的状态空间中的集合，确保与控制障碍函数（CBF）的框架。具体地说，输入状态安全（ISSf）的定义是广义的，允许合成的非保守的，可调控制器，可证明安全的变化的干扰。这是通过制定的概念，可调输入状态安全的控制障碍函数（TISSF-CBF），保证安全的干扰，随着状态的变化，因此，提供了较不保守的手段，容纳不确定性。通过一个简单的带有输入扰动的控制系统验证了理论结果，并将其应用于重型汽车安全联网巡航控制器的设计。
2021-06-04 cs.SY eess.SY
From Formal Methods to Data-Driven Safety Certificates of Unknown Large-Scale Networks
本文提出一种基于含噪声数据的组合式数据驱动框架，通过为未知大规模互联网络的子系统设计控制子屏障证书（CSBC）并组合为全局控制屏障证书（CBC），以去中心化方式实现了鲁棒安全控制，并将计算复杂度从多项式降至线性。
2025-08-13 cs.SY eess.SY
Decentralized Event-Triggering for Control of Nonlinear Systems
University of Maryland（马里兰大学）
针对非线性系统，提出一种仅利用局部信息的分散式异步事件触发机制，保证传感器到中央控制器传输间隔的正下界和系统渐近稳定性，并扩展至LTI系统的全局渐近稳定性和尺度不变性。
2014-06-13 cs.SY eess.SY math.OC
Safe Controller Synthesis Using Lyapunov-based Barriers for Linear Hybrid Systems with Simplex Architecture
Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）
本文提出了一种基于Lyapunov基屏障的安全控制器合成方法，旨在通过切换不同执行速率的BSC来实现最大安全性和及时恢复，同时优化控制计算的带宽使用。
2026-02-13 cs.SY eess.SY
